(57)【要約】【課題】フロー図を有効利用できるとともに、エンジニアリング工数を削減できるプラント運転支援システムおよびプラント運転支援方法を提供する。【解決手段】  簡易フロー図作成機能１１は、フロー図の入力操作を受け付ける。設計情報取得機能１３は、入力されたフロー図に表現された構成を認識する。最適プラントモデル作成機能１４および最適運転計画作成機能１５は、認識された上記構成における運転計画を作成する。プラント情報システム２およびプラント情報入出力機能１７は、プラントから運転実績に関するデータを取得する。熱収支作成フロー作成機能１８は、認識された上記構成における運転実績を、プラントから取得された上記データに基づいて算出する。また、熱収支作成フロー作成機能１８は、上記フロー図上に算出された上記運転実績を表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロー図によりプラントの構成を表現する機能を用いてプラントにおける運転を支援するプラント運転支援システムにおいて、
前記フロー図の入力操作を受け付ける入力受付手段と、
前記入力受付手段を介して入力された前記フロー図に表現された構成を認識する構成認識手段と、
前記構成認識手段により認識された前記構成における運転計画を作成する運転計画作成手段と、
プラントから運転実績に関するデータを取得するデータ取得手段と、
前記構成認識手段により認識された前記構成における運転実績を、前記データ取得手段により取得されたデータに基づいて算出する運転実績算出手段と、
を備えることを特徴とするプラント運転支援システム。
【請求項２】
前記フロー図上に前記運転実績算出手段により算出された運転実績を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のプラント運転支援システム。
【請求項３】
前記表示手段は、前記フロー図上に前記運転計画作成手段により作成された運転計画を表示することを特徴とする請求項２に記載のプラント運転支援システム。
【請求項４】
フロー図によりプラントの構成を表現する機能を用いてプラントにおける運転を支援するプラント運転支援方法において、
前記フロー図の入力操作を受け付けるステップと、
前記入力操作を受け付けるステップを介して入力された前記フロー図に表現された構成を認識するステップと、
前記構成を認識するステップにより認識された前記構成における運転計画を作成するステップと、
プラントから運転実績に関するデータを取得するステップと、
前記構成を認識するステップにより認識された前記構成における運転実績を、前記データを取得するステップにより取得されたデータに基づいて算出するステップと、
を備えることを特徴とするプラント運転支援方法。
【請求項５】
前記フロー図上に前記運転実績を算出するステップにより算出された運転実績を表示するステップを備えることを特徴とする請求項４に記載のプラント運転支援方法。
【請求項６】
前記フロー図上に前記運転計画を作成するステップにより作成された運転計画を表示するステップを備えることを特徴とする請求項５に記載のプラント運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロー図によりプラントの構成を表現する機能を用いてプラントにおける運転を支援するプラント運転支援システムおよびプラント運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最適プラントモデル(プロジェクト)を用いてプラントにおける最適運転計画を作成する最適化モデル構築支援ツールが知られている。このツールにより、例えば、プラントの一日の最適な運転パターンを導出することができる。
【０００３】
ツールには、設備などが部品(オブジェクト)としてステンシルに用意されており、ユーザは、画面上でオブジェクトの選択、図面上への配置、設備間の入出力の結線を行い、プロジェクトとしての簡易フロー図を作成する。最適運転計画の作成時には、簡易フロー図に表現された設備構成や入出力の接続情報などの設計情報が読み取られ、この設計情報に基づいて最適運転計画が作成される。
【０００４】
一方、プラント情報システムの帳票機能として、運転実績を熱収支フローとして出力するツールも使用されている。このツールでは、汎用のソフトウェア(例えばMS-Excel)上に設備と見立てたセルの配置・入出力の結線を行ってフロー図を作成する。さらに、このシートの任意のセルに対し通信定義を行い、プラント情報システムとのワイヤリングを行う。帳票は一定期間(例えば3〜6ヶ月)毎に自動的に作成され、通信定義に従った通信によりプラント情報ステムの値を取得、更新し、運転実績を熱収支フロー図として出力する。
【特許文献１】特開平６−３１４３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来は、最適運転計画を作成するツールと、運転実績を管理するツールとが独立しており、それぞれのツールでフロー図を作成・管理する必要がある。このため、設備の増設、リプレース時には両者を変更する必要がある。さらに、運転実績と最適運転計画との比較が容易にできる仕組みもなく、例えば専門家による省エネ効果の検証等のためには、通信定義の確認からのスタートとなりエンジニアリング工数が増大する。
【０００６】
本発明の目的は、フロー図を有効利用できるとともに、エンジニアリング工数を削減できるプラント運転支援システムおよびプラント運転支援方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプラント運転支援システムは、フロー図によりプラントの構成を表現する機能を用いてプラントにおける運転を支援するプラント運転支援システムにおいて、前記フロー図の入力操作を受け付ける入力受付手段と、前記入力受付手段を介して入力された前記フロー図に表現された構成を認識する構成認識手段と、前記構成認識手段により認識された前記構成における運転計画を作成する運転計画作成手段と、プラントから運転実績に関するデータを取得するデータ取得手段と、前記構成認識手段により認識された前記構成における運転実績を、前記データ取得手段により取得されたデータに基づいて算出する運転実績算出手段と、を備えることを特徴とする。
このプラント運転支援システムによれば、構成認識手段により認識されたフロー図に表現された構成における運転計画を作成するとともに、構成認識手段により認識された当該構成における運転実績を算出するので、フロー図を有効利用できるとともに、エンジニアリング工数を削減できる。
【０００８】
前記フロー図上に前記運転実績算出手段により算出された運転実績を表示する表示手段を備えてもよい。
【０００９】
前記表示手段は、前記フロー図上に前記運転計画作成手段により作成された運転計画を表示してもよい。
【００１０】
本発明のプラント運転支援方法は、フロー図によりプラントの構成を表現する機能を用いてプラントにおける運転を支援するプラント運転支援方法において、前記フロー図の入力操作を受け付けるステップと、前記入力操作を受け付けるステップを介して入力された前記フロー図に表現された構成を認識するステップと、前記構成を認識するステップにより認識された前記構成における運転計画を作成するステップと、プラントから運転実績に関するデータを取得するステップと、前記構成を認識するステップにより認識された前記構成における運転実績を、前記データを取得するステップにより取得されたデータに基づいて算出するステップと、を備えることを特徴とする。
このプラント運転支援方法によれば、フロー図に表現された構成を認識するステップにより認識された構成における運転計画を作成するとともに、当該ステップにより認識された構成における運転実績を算出するので、フロー図を有効利用できるとともに、エンジニアリング工数を削減できる。
【００１１】
前記フロー図上に前記運転実績を算出するステップにより算出された運転実績を表示するステップを備えてもよい。
【００１２】
前記フロー図上に前記運転計画を作成するステップにより作成された運転計画を表示するステップを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のプラント運転支援システムによれば、構成認識手段により認識されたフロー図に表現された構成における運転計画を作成するとともに、構成認識手段により認識された当該構成における運転実績を算出するので、フロー図を有効利用できるとともに、エンジニアリング工数を削減できる。
【００１４】
本発明のプラント運転支援方法によれば、フロー図に表現された構成を認識するステップにより認識された構成における運転計画を作成するとともに、当該ステップにより認識された構成における運転実績を算出するので、フロー図を有効利用できるとともに、エンジニアリング工数を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜図９を参照して、本発明によるプラント運転支援システムの一実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態のプラント運転支援システムの機能を示すブロック図、図２は本実施形態のプラント運転支援システムの動作を示すフローチャートである。以下、図１および図２を参照しつつ、本実施形態のプラント運転支援システムの動作を説明する。
【００１７】
図１において、簡易フロー図作成機能１１は、フロー図の入力操作を受け付ける入力受付手段として、設計情報取得機能１３は、上記入力受付手段を介して入力されたフロー図に表現された構成を認識する構成認識手段として、最適プラントモデル作成機能１４および最適運転計画作成機能１５は、上記構成認識手段により認識された構成における運転計画を作成する運転計画作成手段として、プラント情報システム２およびプラント情報入出力機能１７は、プラントから運転実績に関するデータを取得するデータ取得手段として、熱収支作成フロー作成機能１８は、上記構成認識手段により認識された上記構成における運転実績を、上記データ取得手段により取得されたデータに基づいて算出する運転実績算出手段として、また、熱収支作成フロー作成機能１８は、上記フロー図上に上記運転実績算出手段により算出された運転実績を表示する表示手段として、それぞれ機能する。
【００１８】
図２のステップＳ１〜ステップＳ４は、最適化計算の処理を示すフローチャートである。
【００１９】
図２のステップＳ１では、最適化モデル構築支援ツールの簡易フロー作成機能１１により簡易フロー図を作成する。簡易フロー図は、プラントの簡易的なエネルギーフロー図であり、ユーザインタフェイス１を介するユーザの画面上での操作に従って、作成される。
【００２０】
簡易フロー作成機能１１は、汎用のグラフィックソフトウェア（例えばMicrosoft-Visio（商標名））を使ったＧＵＩを装備している。ステンシルには、設備などのオブジェクトに加え、制約条件をテンプレート（図面）上から設定できるオブジェクトが用意されている。ユーザはステンシルから所望の設備オブジェクトを選択して図面上への配置し、コネクタにて設備オブジェクト間の入出力を結線して簡易フロー図を作成する。作成された簡易フロー図は、プロジェクトフォルダ２１に格納される。
【００２１】
図３は、簡易フロー図を例示する図である。図３に示すように、簡易フロー図では、設備オブジェクト（オブジェクト３１等）間の結線（結線３２等）により、エネルギーフローが表現されている。
【００２２】
また、簡易フロー図にオブジェクトが配置されたタイミングで、汎用の表計算ソフトウェア（例えばMicrosoft-Excel（商標名））を用いた「パラメータ設定シート」がプロジェクトフォルダ２１に自動的に作成される。
【００２３】
図４は、「パラメータ設定シート」の表示例を示す図である。図４に示すように、「パラメータ設定シート」は設備（オブジェクト）ごとに作成され、当該設備について、運転条件などの各オブジェクトのパラメータの入力を受け付けるパラメータ入力欄４１が設けられている。ユーザはユーザインタフェイス１を介して、このシートに必要なパラメータ値を入力する。また、「パラメータ設定シート」には、最適運転計画実行機能１５からの出力結果を格納する出力結果格納欄４２が用意されている。
【００２４】
なお、複数の設備に跨る制約条件の設定には、専用のオブジェクトとコネクタが用意されており、制約条件オブジェクトを配置しコネクタで対象の設備と結線した後、オブジェクトをダブルクリックすると専用の設定画面（不図示）が起動し設定が可能となっている。これらのパラメータ設定に関する情報は、「パラメータ設定情報」としてプロジェクトフォルダ２１に格納される。
【００２５】
次に、ステップＳ２では、ユーザの操作に従って、通信定義を作成する必要があるか否か判断し、判断が肯定されればステップＳ３へ進み、判断が否定されればステップＳ４へスキップする。
【００２６】
ステップＳ３では、通信定義機能１６により、最適運転計画の算出に必要な通信定義の設定を行う。
【００２７】
プラント情報システム２から運転信号や稼動不可信号などのプラント情報を取得し、または、プラント情報システム２に対して最適運転計画を出力する場合には、通信定義を行う必要がある。まず、ユーザは、ユーザインタフェイス１を介し、「パラメータ設定シート」に対して、該当するオブジェクトの通信定義を行うパラメータ／変数名のセルに色を塗ることで、通信元および通信先を指定する。例えば、プラント情報の取得元は緑色、最適運転計画の出力先は赤色などの色を塗る。図４の例では、プラント情報の取得元として領域４３のセルを、最適運転計画の出力先として領域４４のセルをそれぞれ指定している。
【００２８】
セルを色分けにより指定した後、通信定義機能１６により通信定義処理を実行すると、色を塗った全オブジェクトのパラメータ／変数が、図５に示す「ワイヤリング設定シート」に入出力別に集約される。図５では、プラント情報の取得元となるオブジェクトが領域４３Ａに、最適運転計画の出力先となるオブジェクトが領域４４Ａに、それぞれ集約されている。このシートには、通信定義に必要な以下の情報が設定されている。
（１）ＩＯ種別（取得：Input, 出力:Output）
（２）オブジェクトＩＤ番号
（３）オブジェクト名称
（４）パラメータ/変数名称
（５）サイズ
（６）タグ名称
【００２９】
このうちタグ名称欄４３Ｂにはプラント情報の取得元となるオブジェクトのタグ名が、タグ名称欄４４Ｂには最適運転計画の出力先となるオブジェクトのタグ名が、それぞれユーザの操作に従って入力される。
【００３０】
通信定義機能１６には、専用の定義画面（不図示）が用意されており、起動すると「ワイヤリング設定シート」の上記情報が読み取られる。画面は大別して、タグツリービューとワイヤリング設定欄に分かれており、ユーザは、まずワイヤリング設定欄のリストボックスよりパラメータ/変数を選択する。次いで、プラント情報システムのデータベース名を入力しアクセスボタンを押下すると、タグツリービューにタグ名の一覧が呼び出される。この一覧より所望のタグ名を選択し、ワイヤリング設定欄にドラッグ＆ドロップするだけで通信定義が設定できる。設定終了後、「ワイヤリング設定シート」のタグ名称欄に設定したタグ名が出力されると共に、通信定義機能１６により、定義内容を示す「通信定義ファイル」（図１）が作成される。
【００３１】
図６は「通信定義ファイル」の内容を例示する図である。
【００３２】
次に、図２のステップＳ４では、ユーザインタフェイス１を介するユーザの操作に従って、最適化計算が実行される。
【００３３】
ここでは、まず、設計情報取得機能１３が実行され、簡易フロー図より設備構成、入出力の接続情報などが読み取られ「設計情報ファイル」（図１）が作成される。作成後、簡易フロー図のネットワークチェックが実行されオブジェクトデータベース２２（図１）を参照して設備オブジェクトとその入出力の結線状況に相違がないかチェックされる。なお、相違がある場合、エラーメッセージと該当箇所が簡易フロー図上に表示される。
【００３４】
チェック終了後、「設計情報ファイル」に基づき、最適プラントモデル作成機能１４（図１）により「最適プラントモデル」（図１）が作成される。また、パラメータ取得機能１２（図１）では「パラメータ設定シート」（図１）より値を取得し、「半固定パラメータファイル」（図１）が作成される。このように、「半固定パラメータファイル」には「パラメータ設定シート」により設定された固定的な値が格納される。
【００３５】
また、ステップＳ３において「通信定義ファイル」（図１、図６）が作成され、入力定義（プラント情報の取得元の定義）が行われた場合には、プラント情報入出力機能１７（図１）にて「通信定義ファイル」の定義情報を読み取り、プラント情報システム２（図１）から値を取得して「変動パラメータファイル」（図１）が作成される。このように、「変動パラメータファイル」には、プラント情報システム２から取得、更新される変動値が順次、格納される。
【００３６】
次に、最適運転計画作成機能１５は、これらの「最適プラントモデル」、「半固定パラメータファイル」、および「変動パラメータファイル」を用いて最適化計算を実行し、処理を終了する。なお、パラメータ値の誤りや制約条件違反が生じた場合には、エラーメッセージが表示され計算が中止される。
【００３７】
最適化計算終了後、計算結果がオブジェクト単位の「パラメータ設定シート」の出力結果格納欄４２（図４）に出力されると共に、その計算結果が「運転計画結果ファイル」（図１）に格納される。また、図７に示す「計算結果シート」が作成される。このシートには、プラントの全設備のオン／オフ情報を基にした運転ガントチャートや一次エネルギー消費量、あるいは供給量の１日総合値が出力されており、加えて原単位料金やＣＯ２排出量、システムＣＯＰといったプラント全体の評価項目も出力されている。
【００３８】
さらに、「通信定義ファイル」に出力定義（最適運転計画の出力先の定義）を行っている場合には、データ取得時と同様、プラント情報入出力機能１７を介して、プラント情報システム２に「ワイヤリング設定シート」で設定された通信定義に基づいた結果が出力される。
【００３９】
図２のステップＳ１１〜ステップＳ１２は、熱収支フロー図を設定する処理を示すフローチャートである。本実施形態のプラント運転支援システムでは、作成済みの簡易フロー図をプラント情報システム２の帳票機能の熱収支フロー図に転用することができる。この場合には、運転実績の取得等のための通信定義を行う必要がある。
【００４０】
図２のステップＳ１１では、ユーザインタフェイス１を介するユーザの操作に従い、通信定義が指示されるのを待って、ステップＳ１２へ進む。
【００４１】
ステップＳ１２では、通信定義機能１６により通信定義を行い、処理を終了する。ここでは、「計算結果シート」（図７）に対して、通信定義を行うパラメータ/変数名のセルに色を塗る(例：水色)ことで、セルを指定する。図８（ａ）は、「計算結果シート」の一部拡大図であり、領域５１のセルを指定した例を示している。その後、通信定義機能１６を実行すると、図８（ｂ）に示す「ワイヤリング設定シート」の下段に熱収支フロー用の通信定義欄５１Ａが追加される。その内容は最適運転計画の算出に必要な通信定義と同様である。
【００４２】
ただし、プラントの運転実績を取得するタグ名と運転計画を取得するタグ名とが異なる場合を想定し、熱収支フロー用の場合は色を塗った１つのセルに対して、２つのタグ名の設定欄５１Ｂおよび５１Ｃ（図８（ｂ））が用意されており、プラントの運転実績を取得するタグ名と運転計画を取得するタグ名を設定することが可能となっている。設定は、ステップＳ３の場合、同様に専用の設定画面（不図示）を用いて行うことができる。
【００４３】
図２のステップＳ２１〜ステップＳ２３は、熱収支作成フロー作成機能１８により熱収支フローを作成する処理を示すフローチャートである。
【００４４】
ステップＳ２１では、プラント情報システム２の帳票機能から運転実績算出の指示を待って、ステップＳ２２へ進む。一般的に、帳票は日報、月報、季報、年報に用いられており、指定された期日に達すると、帳票機能より自動的に本処理のトリガがかかる。したがって、ユーザはステップＳ２１〜ステップＳ２３の処理を実行するタイミングについて、とくに考慮する必要はない。
【００４５】
次に、ステップＳ２２において熱収支フロー作成機能１８を実行すると、プラント情報入出力機能１７により「通信定義ファイル」が読み込まれ、ステップＳ１２にて設定した定義情報が取得される。その後、プラント情報システム２にアクセスして、定義情報に基づいた値が取得され、運転実績が算出されて「熱収支フロー用データファイル」（図１）が作成される。次に、ステップＳ２３において、このファイルに格納された値が、簡易フロー図上に出力されることで、熱収支フローが作成される。
【００４６】
図９は熱収支フローを例示する図である。「ワイヤリング設定シート」に、運転実績と運転計画用のタグ名を設定した場合には、１つの設備に対して２つのデータ（運転実績および運転計画）が表示される。データの表示にはテキストボックスが用いられており、ユーザはデータの表示位置を所望の場所に配置することも可能である。図８の例では、運転実績および運転計画を表示する２つのテキストボックス（例えば、テキストボックス６１Ａおよび６１Ｂ）が１つの設備（オブジェクト）に対応付けられている。
【００４７】
以上のように、本実施形態のプラント運転支援システムによれば、最適化モデル構築支援ツールで作成した簡易フロー図に対し、帳票機能で用いる通信定義と値の取得・表示ができる機能と、それに対応する最適化計算値を取得・表示できる機能を与えることにより、簡易フロー図を熱収支フロー図へ転用することができる。これにより、クオリティの高い熱収支フロー図を提供できると共に、フロー図と通信定義情報を重複して作成・管理する必要もなくなり、帳票機能作成に要する工数を削減できる。
【００４８】
また、帳票機能は一定期間毎に自動的に作成されるので、運転実績値と最適化計算値との比較が容易になり、単純な設備間の出力比較であれば工数は発生せず、省エネ効果の検証等についても工数の削減が可能となる。これにより支援ツールとしての付加価値を更に高めることができる。
【００４９】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、フロー図によりプラントの構成を表現する機能を用いてプラントにおける運転を支援するプラント運転支援システムおよびプラント運転支援方法に対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】一実施形態のプラント運転支援システムの機能を示すブロック図。
【図２】本実施形態のプラント運転支援システムの動作を示すフローチャート。
【図３】簡易フロー図を例示する図。
【図４】「パラメータ設定シート」の表示例を示す図。
【図５】「ワイヤリング設定シート」の表示例を示す図。
【図６】「通信定義ファイル」の内容を例示する図。
【図７】「計算結果シート」の表示例を示す図。
【図８】「計算結果シート」等を示す図であり、（ａ）は、「計算結果シート」の一部拡大図、（ｂ）は、「ワイヤリング設定シート」を例示する図。
【図９】熱収支フローを例示する図。
【符号の説明】
【００５１】
２      プラント情報システム（データ取得手段）
１１    簡易フロー図作成機能（入力受付手段）
１３    設計情報取得機能（構成認識手段）
１４    最適プラントモデル作成機能（運転計画作成手段）
１５    最適運転計画作成機能（運転計画作成手段）
１７    プラント情報入出力機能（データ取得手段）
１８    熱収支作成フロー作成機能（運転実績算出手段、表示手段）
【図１】
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【図２】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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